采用自行设计的化学气相渗(CVI)炉以炭毡作为纤维增强体,在坯体内部设计特殊的导电发热层,使坯体内部的温度场、气体反应的中间产物浓度场、电磁场等多元物理场实现耦合,进而达到坯体的快速增密.研究了沉积温度为800 ℃～1 000 ℃,系统压力0.1 kPa～15.0 kPa条件下,分别使用石油液化气和丙烯作碳源时对增密速度和沉积热解炭结构的影响;借助偏光显微镜考察了沉积炭的组织结构;用X射线衍射表征了C/C复合材料的石墨化度和微晶尺寸.研究表明:初始密度为0.2 g/cm3,尺寸为260 mm×60 mm×20 mm的炭毡坯体沉积20 h,经过工艺优化,石油液化气可使坯体增密到1.7 g/cm3以上,丙烯可使坯体增密到1.6 g/cm3以上;两种碳源沉积所获材料的晶体有序度均随沉积温度的升高和系统压力的降低而升高,其中石油液化气在较高温度(990 ℃)、较低压力(0.1 kPa)下能沉积出织构更高的结构一致的粗糙层结构热解炭;说明不同活化能的复合碳源气体可以发挥与其他物理场梯度的协同耦合作用,有利于提高沉积速度和热解炭的织构.
参考文献
| [1] | 韩红梅,张秀莲,李贺军,岳珠峰,李克智.炭/炭复合材料高温力学行为研究[J].新型炭材料,2003(01):20-24. |
| [2] | Fitzer E.The future of carbon-carbon composites[J].CARBON,1987(25):163. |
| [3] | Buckley J D;Edie D D.Carbon-Carbon Materials and Compo￣sites[M].Park Ridge NJ:Noyes Publication,1993:12-14. |
| [4] | Buckley J D .Carbon-carbon overview[J].Ceramic Bulletin,1988,67:364. |
| [5] | 徐世江.核工程中的炭素材料[J].新型炭材料,1999(04):1-10. |
| [6] | 彭先高,高林,马玲,李明忠,胡国胜.羟磷灰石表面改性炭/炭复合材料牙种植体的研制[J].新型炭材料,2000(02):71-74. |
| [7] | 李晔,黄启忠,王林山.树脂浸渍法对炭/炭复合材料力学性能的影响[J].新型炭材料,2003(02):117-122. |
| [8] | Zhonghua Zhu;G.Q.(Max) Lu;Justin Finnerty;Ralph T.Yang .Electronic structure methods applied to gas-carbon reactions[J].Carbon: An International Journal Sponsored by the American Carbon Society,2003(4):635-658. |
| [9] | 邹志强,汤中华,熊杰.用热梯度式CVD增密技术制造C/C复合刹车盘[J].新型炭材料,2000(02):22-27. |
| [10] | 浦保健,浦继强.飞机炭刹车盘的快速气相沉炭[J].新型炭材料,2000(04):27-29,26. |
| [11] | Ofori J Y;Sotirchos S V .Inverstigation of the potential offorced-flow chemical vapor infiltration[J].Journal of the Electrochemical Society,1997,144:264-289. |
| [12] | Jeong HJ.;Lee JD.;Park JO.;Park HD. .DENSIFICATION OF CARBON/CARBON COMPOSITES BY PULSE CHEMICAL VAPOR INFILTRATION[J].Carbon: An International Journal Sponsored by the American Carbon Society,1996(3):417-421. |
| [13] | 薛辉,李贺军,侯向辉,李克智,韩红梅.压力梯度CVI工艺制备2D炭/炭复合材料的弯曲断裂行为[J].新型炭材料,2004(04):289-292. |
| [14] | 巩前明,黄启忠,黄伯云,吴凤秋,陈腾飞,张福勤.炭化压力对沥青成焦形貌及航空刹车用C/C复合材料浸渍增密效果的影响[J].新型炭材料,2002(02):23-28. |
| [15] | 蒋建纯,黄伯云,熊翔.炭/炭复合材料飞机刹车盘表面加工质量对其磨合性能的影响[J].新型炭材料,2002(02):35-40. |
| [16] | C.A.A. Cairo;M.L.A. Graca;C.R.M. Silva .Functionally gradient ceramic coating for carbon-carbon antioxidation protection[J].Journal of the European Ceramic Society,2001(3):325-329. |
| [17] | 杨尊社,卢刚认,刘航.航空刹车用炭/炭复合材料的抗氧化研究[J].新型炭材料,1999(03):53-57. |
| [18] | 蒋建纯,张白冰,易茂中.高能刹车盘非摩擦面的防护研究[J].新型炭材料,1998(04):40-45. |
| [19] | Agnes Oberlin .Pyrocarbons[J].Carbon: An International Journal Sponsored by the American Carbon Society,2002(1):7-24. |
| [20] | 高晓晴,郭全贵,史景利,李贵生,宋进仁,刘朗.短切炭纤维-炭复合材料的制备及传导性能和微观结构的研究[J].新型炭材料,2005(01):18-22. |
| [21] | 郭领军,李贺军,薛晖,石振海,李克智.短切炭纤维增强沥青基C/C复合材料的组织特征[J].新型炭材料,2004(02):119-123. |
| [22] | 蒋建纯,黄伯云,熊翔.炭/炭复合航空刹车材料的结构完整性对摩擦系数的影响[J].新型炭材料,2003(02):111-116. |
| [23] | 黄启忠;谢志勇;苏哲安 等.多元耦合物理场作用下化学气相沉积快速制备炭/炭复合材料的方法[P].CN:200410029034.X,2004. |
| [24] | TANG Zhong-hua;ZOU Zhi-qiang;XIONG Jie .Effect of infiltration conditions on densification behavior of carbon/carbon composites prepared by directional flow thermal gradient CVI process[J].CARBON,2003,41:2703-2710. |
| [25] | 邹林华,黄勇,黄伯云,黄启忠.C/C复合材料的显微结构及其与工艺、性能的关系[J].新型炭材料,2001(04):63-70. |
| [26] | 张福勤 .航空刹车用C/C复合材料石墨化度的研究[D].中南大学,2002. |
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